紫外線通信技術

紫外光通信主要是以大氣散射和吸收為基礎,利用中紫外波段的紫外光進行的通信,是常規通信的一種重要補充。

定義,特點,

定義

太陽光的紫外輻射在通過地球大氣層時,大氣平流層中的臭氧層對250nm 的波長附近的紫外線有強烈的吸收作用,使得這一波段的紫外輻射在海平面附近幾乎衰減為零,屬於“日盲區”,該波段為中紫外光波段(UVC),波長範圍為200~280nm。紫外光通信就是利用這一波段進行的,因此也常稱紫外光通信為“日盲”紫外光通信。
簡單的無線紫外光通信系統與無線電系統的結構大致相同。待傳送的信號經過編碼器編碼後,載入到調製器上,調製器的激勵電流就隨著信號的變化規律變化,雷射器的輸出信號經過調製器之後,相關的參數(強度、相位、振幅和偏振)就會按照相應的規律變化。最後經過光學天線變換為發散角很小的已凋光束向空間發射出去。接收端接收到已調光束之後,首先經過光檢測器轉換成射頻電流,然後饋入射頻檢波器,最後由解碼器解調出原來的信號。其中雷射器相當於無線電通信中的射頻發生器。發射機和接收機的光學天線相當於無線電天線。所不同的是紫外光通信採用光頻電磁波作為通信的載波。光學天線其實就是望遠鏡, 相當於無線電通信中的天線,但明顯的是尺寸的縮小。

特點

與常規通信方式相比,紫外光通信有其獨有的優點:
(1)數據傳輸的保密性高。由於大氣的強吸收作用,系統輻射的紫外光通信信號的強度按指數規律衰減,這種強度衰減是距離的函式。因此,可根據通信距離的要求來調整系統的輻射功率,使其在通信範圍之外的輻射功率衰減至最小,提高傳輸保密性。
(2) 系統抗干擾能力強。
(3)可用於非視距通信。由於大氣中存在大量的粒子,紫外輻射在傳輸過程中存在較大的散射現象,這種散射特性使紫外光通行系統能以非視距方式(Non-Line of sight,NLOS)傳輸信號,從而能適應複雜的地形環境,克服了其他自由空間光通信系統必須工作在視距(Line of sight)方式的弱點。
(4)無需ATP (Acquisition Tracking and Pointing)跟蹤。
(5)全天候工作。該系統工作在日盲區(200~300nm),而地表在這個波段輻射很少,可以全天候工作。

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